论文部分内容阅读
城市人工湖在城市建设和发展进程中占据着十分重要的地位,但因其独特的地理环境以及较差的自我修复能力等特点,使得城市人工湖的水环境质量较差。如何改善城市人工湖的水质状况是我国水环境研究亟待解决的重大科学问题。当前,通过人工水源对其进行生态补水是较为有效且应用较广的改善措施之一。本文基于MIKE21模型,构建了符合西安市昆明池试验段水环境特征的二维水动力水质耦合模型,在此基础之上,通过情景分析法设定了四种适用于昆明池试验段的补水方案,利用构建的二维水动力水质耦合模型对几种补水方案下的湖泊水环境特征进行模拟,并且对昆明池试验段的水动力特性以及污染物迁移扩散规律进行分析研究,结合改进的模糊综合评价法和综合营养状态法对模拟结果进行评价分析,进而筛选出较优方案,为昆明池的水资源管理以及水环境治理工作提供一定的参考。主要结论如下:(1)四种补水方案下,昆明池试验段沿岸附近以及人工岛附近均出现了多个大小不一的环流,且水体流速在湖区总体上的分布特征均表现为近岸流速大于湖心流速,近岸流速约为0.070.09m/s,湖心流速约为0.01m/s。但几种补水方案的水动力模拟结果之间有所区别:(1)受引水方式不同的影响,方案二、方案三和方案四这三种方案(双口引水)较方案一(单口引水)而言,在昆明池试验段湖区西部的环流现象更为明显;(2)受东、西两个进水口之间引水流量比例大小不同的影响,方案二(引水流量比为1:1)、方案三(引水流量比为2:1)、方案四(引水流量比为5:1)这三种方案在昆明池试验段湖区中部形成环流的位置由湖心越来越向西偏移。(2)四种补水方案对昆明池试验段湖区水体中的TN、TP、CODMn浓度整体上均有改善效果(TN浓度改善了72.58%76.96%;TP浓度改善了40.45%43.48%;CODMn浓度改善了34.43%40.25%),其中,方案四的改善效果最好,方案一的改善效果最差。并且除了方案一未能达到昆明池试验段所设定的水质目标,即达到湖泊Ⅲ类水质,其它三种方案均达到了此目标。(3)四种补水方案在昆明池试验段不同湖区对水质改善效果有所差异:对昆明池试验段东部湖区水质的改善效果从好到差依次为方案一、方案四、方案三、方案二;对昆明池试验段中部湖区水质的改善效果从好到差依次为方案四、方案三、方案一、方案二;对昆明池试验段西部湖区水质的改善效果从好到差依次为方案二、方案三、方案四、方案一。(4)选取TN、TP、CODMn三项水质指标作为水质评价指标,利用博弈论思想对主、客观权重进行改进,求出综合权重,从而建立改进的模糊综合评价模型,同时结合综合营养状态指数法对四种补水方案下的昆明池试验段的水质进行评价,通过对四种补水方案的评价结果进行综合对比分析,确定方案四为改善昆明池试验段水质的最佳补水方案。